Skkn hướng dẫn học sinh lớp 9 giải bài tập về oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm

1 MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài Bài tập hoá học phần quan trọng hệ thống hoàn chỉnh nội dung kiến thức hố học Thơng qua tập hố học, học sinh có hội củng cố, mở rộng kiến thức hố học có hội rèn luyện phát triển thao tác tư Trong trình giảng dạy mơn Hóa học trường THCS Thọ Vực, nhận thấy dạng tập oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm chuyên đề hay, nội dung phong phú, liên quan đến kiến thức nhiều chủ đề chương trình hóa học lớp 9: Oxit, bazơ, muối, phi kim, cacbon hợp chất cacbon, toán đốt cháy hợp chất hữu Nên dạng tập học sinh thường xuyên gặp học Hóa Trong q trình ơn luyện cho đội tuyển học sinh giỏi trường đội tuyển học sinh giỏi huyện, thấy dạng tập oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm thường xuyên khai thác đề thi học sinh giỏi cấp thi vào trường chuyên Trong thực tế, không hướng dẫn kỹ sở lý thuyết phương pháp giải học sinh thường gặp khó khăn giải dạng tập Các em thường vướng mắc điểm sau: - Các em chưa biết theo tỉ lệ số mol để biện luận xác định sản phẩm tạo thành muối axit hay muối trung hịa, hay muối, nên viết sai, thiếu PTHH, dẫn tới kết sai - Học sinh thường nhầm lẫn toán xác định chất hết chất dư, đề cho biết số mol chất tham gia oxit axit kiềm - Học sinh chưa biết phân chia trường hợp, nên giải khơng đủ trường hợp xảy ra, bỏ sót nghiệm - Với tập cho dạng đồ thị, em gặp nên phân tích số liệu đồ thị chưa quen, lúng túng cách giải Sau nhiều năm giảng dạy đúc rút kinh nghiệm, để gỡ bỏ vướng mắc em học sinh, nâng cao chất lượng dạy học, nghiên cứu áp dụng đề tài “Kinh nghiệm dướng dẫn phương pháp giải dạng tập oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm cho học sinh lớp trường THCS Thọ Vực” vào giảng dạy Cũng hy vọng đề tài góp phần nhỏ vào nguồn tài liệu tham khảo cho đồng nghiệp, cho em học sinh lớp 9, đặc biệt em đội tuyển học sinh giỏi 1.2 Mục đích nghiên cứu - Bản thân nghiên cứu đề tài nhằm giúp em học sinh hiểu rõ sở lý thuyết dạng tập oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm, biết nhận dạng tập biết phương pháp giải phù hợp với dạng cụ thể, khắc phục sai lầm thường mắc phải nêu - Năm học 2020-2021 đồng nghiệp phân công nhiệm vụ bồi dưỡng lớp đội tuyển học sinh giỏi hóa huyện, việc nghiên cứu đề tài SKKK skkn giúp tơi có thêm nguồn tài liệu áp dụng vào bồi dưỡng đội tuyển trường, huyện 1.3 Đối tượng nghiên cứu Đề tài nghiên cứu tổng quát dạng tập oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm, từ sở lý thuyết tới phân dạng tập chi tiết cách hướng dẫn học sinh giải dạng cụ thể Trong giới hạn đề tài này, nghiên cứu oxit axit CO 2, SO2 tác dụng với dung dịch kiềm Phần P2O5 tác dụng với dung dịch kiềm tiếp tục nghiên cứu phát triển giai đoạn 1.4 Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu tài liệu - Phương pháp vấn đáp - Phương pháp điều tra, khảo sát thực tế, thu thập thông tin - Phương pháp thống kê, xử lý số liệu Không dừng lại điều tra thực trạng mà phải điều tra qua giai đoạn suốt thời gian áp dụng đề tài, thống kê phân tích số liệu điều tra để từ rút nguyên nhân biện pháp điều chỉnh NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm Xét dạng tập oxit axit CO2, SO2 tác dụng với dung dịch kiềm kim loại hóa trị I NaOH, KOH; dung dịch kiềm kim loại hóa trị II Ca(OH)2, Ba(OH)2 - Khi cho khí CO2 tác dụng với dung dịch NaOH xảy phản ứng: CO2 + NaOH → NaHCO3 (1) 1 (mol) CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O (2) (mol) Tùy thuộc vào tỉ lệ số mol CO2 NaOH mà sản phẩm tạo muối trung hịa, muối axit, hỗn hợp hai muối - Khi cho CO2 tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 xảy phản ứng: CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3(r) + H2O (1) 1 (mol) 2CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2(dd) (2) 1 (mol) Tùy thuộc vào tỉ lệ số mol CO2 Ca(OH)2 mà sản phẩm tạo muối trung hịa CaCO3 (khơng tan), muối axit Ca(HCO3)2 (tan), hỗn hợp muối - SO2 có phản ứng tương tự CO2; KOH có phản ứng tương tự NaOH; Ba(OH)2 có phản ứng tương tự CaOH)2 skkn 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm a Thuận lợi: - Hiện nay, đổi phương pháp dạy học nhằm nâng cao chất lượng giáo dục đại trà đặc biệt chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi vấn đề Hội đồng sư phạm trường THCS Thọ Vực đặt lên hàng đầu - Bản thân giáo viên trẻ, tâm huyết với nghề, với việc bồi dưỡng HSG - Học sinh trường THCS Thọ Vực đa số em ngoan, chủ yếu sống vùng nông thôn nên em chăm chỉ, chịu khó b Khó khăn: - Với chất lượng đại trà: Những năm gần tỉnh ta thường thi tuyển lên lớp 10 THPT ba mơn Tốn, Văn, Tiếng Anh, nên số học sinh chưa trọng học mơn Hóa, dẫn tới chưa nắm vững kiến thức như: Lập PTHH, giải tập tính theo PTHH, tập liên quan đến biện luận phân chia trường hợp - Thời lượng dành để luyện tập, sửa tập cho em cịn ít, nên chưa có điều kiện để phân loại dạng tập, hướng dẫn phương pháp giải toán dạng cụ thể, dẫn tới kỹ giải tập hóa học em chưa tốt - Với việc nâng cao chất lượng học sinh giỏi: Là học sinh vùng nông thôn nên điều kiện học tập em cịn gặp nhiều khó khăn Tài liệu tham khảo cịn hạn chế Số lượng học sinh thực có lực để học chương trình luyện thi nâng cao không nhiều c Chất lượng học sinh: Kết khảo sát kỹ giải tập oxit axit với dung dịch kiềm trước đưa đề tài SKKN vào giảng dạy lớp 9A- Trường THCS Thọ Vực sau: KQ khảo sát Giỏi Khá T.Bình Yếu Kém (9,0-10) (7,0-8,9) 5,0-6,9 (2,6-4,9) (0-2,5) Tổng số HS SL % SL % SL % SL % SL % 26 em 3,8 19,2 12 46,3 26,9 3,8 2.3 Nội dung sáng kiến kinh nghiệm sử dụng để giải vấn đề Theo kinh nghiệm cá nhân tơi, để học sinh hiểu sâu sắc có kỹ giải thành thạo dạng tập CO2, SO2 tác dụng với dung dịch kiềm, giáo viên thực số việc sau: - Giúp học sinh hiểu kỹ sở lý thuyết phản ứng oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm Hướng dẫn để học sinh hiểu sản phẩm phản ứng phụ thuộc vào tỉ lệ số mol oxit axit kiềm, từ xác định xảy phản ứng nào, viết phương trình hóa học xảy ra, dựa vào kiện đề cho để giải, không nhầm lẫn với dạng tập chất hết - chất dư thông thường (khi biết trước số mol chất tham gia CO2, SO2 kiềm) - Giúp học sinh biết nhận dạng, phân dạng tập nắm vững phương pháp giải dạng cụ thể - Với dạng, cho học sinh làm nhiều tương tự, độ khó phát triển dần để rèn kỹ giải tập cho học sinh skkn Để thực mục tiêu trên, trình giảng dạy dạng toán CO 2, SO2 tác dụng với dung dịch kiềm, phân dạng cụ thể hướng dẫn phương pháp giải phù hợp với dạng sau: 2.3.1 CO2, SO2 tác dụng với dung dịch kiềm kim loại hóa trị I NaOH, KOH Khi cho khí XO2 (CO2 SO2) tác dụng với dung dịch kiềm MOH (NaOH KOH) xảy phản ứng viết dạng tổng quát sau: XO2 + MOH → MHXO3 (1) 1 (mol) XO2 + 2MOH → M2XO3 + H2O (2) (mol) Tùy thuộc vào tỉ lệ số mol XO MOH mà sản phẩm tạo muối trung hịa, muối axit, hỗn hợp hai muối - Nếu biết trước số mol chất tham gia, dựa vào tỉ lệ số mol kiềm oxit axit ( ) => ta xác định muối tạo thành muối => Viết PTHH tương ứng để giải - Có tốn khơng thể tính T Khi phải dựa vào kiện phụ để tìm khả tạo muối sau phản ứng (Gọi dung dịch tạo thành sau phản ứng A) + Trường hợp kiềm dư => tạo muối trung hòa Na2CO3 (K2CO3) + Nếu đề cho biết thêm BaCl2 vào dung dịch A thấy tạo kết tủa trắng => dung dịch A có muối trung hòa Na 2CO3 (K2CO3) + Thêm Ca(OH)2 Ba(OH)2 vào dung dịch A thấy xuất kết tủa trắng → dung dịch A có muối axit NaHCO (KHCO3) + Nếu thêm BaCl2 dư vào dung dịch A thấy tạo kết tủa trắng, sau thêm tiếp Ca(OH)2 Ba(OH)2 vào dung dịch A thấy xuất thêm kết tủa trắng => dung dịch A có muối axit muối trung hịa - Hấp thụ CO2, (SO2) vào bình dd NaOH (KOH) làm khối lượng bình tăng => mbình tăng = mdd tăng = mchất hấp thụ (CO2, SO2) - Nếu khơng có kiện chia trường hợp để giải Dạng Biết số mol chất tham gia phản ứng => Tính khối lượng muối tạo thành * Kinh nghiệm: Hướng dẫn học sinh giải theo bước sau: - Bước 1: Tìm số mol XO2 số mol kiềm (Nếu đề chưa cho sẵn số mol mà cho liệu để tính làm bước này) - Bước 2: Đặt skkn - Bước 3: Từ giá trị T => Biện luận xác định muối tạo thành => Viết PTHH tương ứng tính theo PTHH + Nếu T ≤ 1: Chỉ xảy phản ứng (1), sản phẩm tạo thành có muối axit MHXO3 (T=1: phản ứng vừa đủ; T < 1: oxit axit dư) + Nếu T ≥ 2: Chỉ xảy phản ứng (2), sản phẩm tạo thành có muối trung hịa M2XO3 (T=2: phản ứng vừa đủ; T > 2: kiềm dư) + Nếu 1< T < 2: Xảy phản ứng (1) (2), sản phẩm tạo thành gồm muối MHXO3 M2XO3 * Một số ví dụ minh họa cụ thể: Ví dụ 1: Dẫn 1,12 lít khí CO2 (đktc) vào 200 ml dung dịch NaOH 0,2M, sau phản ứng thu dung dịch X Tính khối lượng muối tan dd X Hướng dẫn giải Ta có: ; Đặt Vì T < => xảy phản ứng tạo muối axit NaHCO 3, sau phản ứng CO2 dư PTHH: CO2 + NaOH NaHCO3 0,04 0,04 0,04 (mol) Theo PTHH ta có: nNaHCO3 = nNaOH = 0,04 (mol) => Ví dụ 2: Dẫn từ từ 8,96 lít khí CO2 (đktc) vào 240 gam dung dịch NaOH 15% Tính nồng độ phần trăm chất dung dịch sau phản ứng Hướng dẫn giải Ta có: ; Đặt Vì T >2 => xảy phương trình tạo muối trung hịa NaOH cịn dư PTHH: CO2 + NaOH Na2CO3 + H2O 0,4 0,8 0,4 (mol) Dung dịch sau phản ứng chứa Na2CO3 NaOH dư Theo PTHH ta có: => => Áp dụng định luật bảo tồn khối lượng, ta có: mdd(sau phản ứng) = mCO2 + mddNaOH = 0,4.44 + 240 =257,6 (gam) Nồng độ phần trăm dung dịch sau phản ứng là: skkn ; Ví dụ 3: Nung 20 gam CaCO3 dẫn tồn khí CO2 sinh vào 200g dung dịch NaOH 5% Sau phản ứng kết thúc thu muối có khối lượng bao nhiêu? Hướng dẫn lọc giảiHóa học – Tác giả Bùi Tá ( Trích 1trang 63- Bài tập chọn Bình) Ta có: ; => PTHH: CaCO3 CaO + CO2 (1) Theo PTHH (1) ta có: Đặt Vì < T < nên sản phẩm tạo thành gồm muối Na2CO3 NaHCO3 Gọi x y số mol Na2CO3 NaHCO3 tạo thành PTHH: CO2 + NaOH Na2CO3 + H2O (2) x 2x x (mol) CO2 + NaOH NaHCO3 (3) y y y (mol) - Theo PTHH (1) (2) ta có: (I) - Theo đề ta có: (II) Từ (I) (II) giải ta được: x = 0,05 mol; y = 0,15 mol Khối lượng muối tạo thành sau phản ứng là: ; Biết số mol chất tham gia phản ứng khối Dạng lượng muối tạo thành => Tính số mol chất cịn lại * Kinh nghiệm: Dạng khơng tính trước tỉ lệ số mol T, nên khơng biết trước muối tạo thành muối axit, muối trung hịa, hay hỗn hợp muối Hãy chất mà đề cho biết số mol - Viết PTHH xảy tạo muối theo phương pháp song song - Giả sử toàn chất cho biết số mol phản ứng hết tạo muối axit, khối lượng muối axit thu m1 gam - Giả sử toàn chất cho biết số mol phản ứng hết tạo muối trung hòa, khối lượng muối trung hịa thu m2 gam - So sánh khối lượng muối đề cho (m gam) với giá trị m1, m2 + Nếu m1< m< m2 => sản phẩm tạo muối + Nếu m < m1 m < m2 => chất đề cho biết trước số mol cịn dư sau phản ứng (Nếu cho trước số mol oxit axit, mà oxit axit dư muối tạo skkn thành muối axit; cho trước số mol kiềm, mà kiềm dư muối tạo thành muối trung hịa) - Kết luận thực tế toán xảy phản ứng nào, tạo muối => dựa vào PTHH giải theo PTHH để tìm số mol chất cịn lại (Cách khác, chia trường hợp: giả sử muối tạo thành có muối trung hịa, muối axit, hỗn hợp muối để giải, trường hợp cho nghiệm phù hợp nhận) * Một số ví dụ minh họa cụ thể: Ví dụ 1: Sục 11,2 lít SO2 (đktc) vào 700 ml dung dịch NaOH, sau phản ứng thu dung dịch có chứa 56,4 gam muối Tính nồng độ mol dung dịch NaOH dùng Hướng dẫn giải Hướng dẫn giải Ta có: - Các PTHH xảy ra: SO2 + 2NaOH Na2SO3 + H2O (1) x 2x x (mol) SO2 + NaOH NaHSO3 (2) y y y (mol) * Giả sử toàn SO2 tạo muối Na2SO3 khối lượng muối thu là: - Theo PTHH (1): * Giả sử toàn SO2 tạo muối NaHSO3 khối lượng muối thu là: - Theo PTHH (2): Khối lượng muối thực tế đề cho 56,4 gam Ta thấy: 52 < 56,4 < 63 nên SO2 phản ứng tạo muối Na2SO3 NaHSO3 Gọi x y số mol Na2SO3 NaHSO3 tạo thành - Theo PTHH (1) (2) ta có: (I) - Theo đề ta có: mmuối = 126x+104y = 56,4 (g) (II) - Từ (I) (II) giải ta được: x = 0,2 mol; y = 0,3 mol Tổng số mol NaOH bằng: 2.0,2+ 0,3 = 0,7 (mol) => CM (NaOH) = Ví dụ 2: Sục V lít khí CO2 vào 300 ml dung dịch KOH 1M, sau phản ứng kết thúc thu dung dịch có chứa 26,9 g muối Tính V (đktc) Hướng dẫn giải Ta có: - Các PTHH xảy ra: skkn CO2 + x CO2 + y 2KOH 2x KOH y K2CO3 + H2O (1) x (mol) KHCO3 (2) y (mol) * Giả sử toàn KOH tạo muối K2CO3 khối lượng muối thu là: - Theo PTHH (1): * Giả sử toàn KOH tạo muối KHCO3 khối lượng muối thu là: - Theo PTHH (2): Khối lượng muối thực tế đề cho 26,9 gam Ta thấy: 20,7 < 26,9 < 30 nên thực tế KOH phản ứng hết tạo muối K2CO3 KHCO3 Gọi x y số mol K2CO3 KHCO3 tạo thành - Theo PTHH (1) (2) ta có: (I) - Theo đề ta có: mmuối = 138x+100y = 26,9 (g) (II) - Từ (I) (II) giải ta được: x = 0,05 mol; y = 0,2 mol Theo PTHH (1) (2): => V= 0,25.22,4 = 5,6 (l) * Bài tập tự luyện: - Dạng tính tỉ lệ T: Bài 1: Nung 20 gam CaCO3 hấp thụ hồn tồn khí CO sinh vào 0,5 lít dd NaOH 0,56 M Tính nồng độ mol dung dịch muối thu sau phản ứng (Biết thể tích dung dịch thay đổi khơng đáng kể) (Trích ví dụ - Trang 105 - Tuyển tập phụ đạo – Bồi dưỡng mơn hóa học THCS – Tác giả Lê Ngọc Tú – Nhà xuất Thanh Hóa 2020) Bài 2: Hấp thụ hồn tồn 5,04 lít khí CO2 (đktc) vào dd chứa 250 ml dung dịch NaOH 1,75M thu dung dịch X Tính khối lượng muối tan dd X Bài 3: Hấp thụ hoàn tồn 1,12 lít khí CO2 (đktc) vào 160 gam dung dịch NaOH 1% thu dung dịch X Tính nồng độ phần trăm chất dd X - Dạng khơng tính tỉ lệ T: Bài Đốt 8,96 lít H2S (đktc) dẫn sản phẩm khí sinh vào V lít dung dịch NaOH 25% (d=1,28 g/ml) thu 46,88 gam muối Tính V Bài 5: Hồ tan 20 gam hỗn hợp X gồm MgCO RCO3 (tỉ lệ mol 1:1) dung dịch HCl Lượng khí sinh hấp thụ vào 200 ml dung dịch NaOH 2,5M thu dung dịch A Thêm BaCl2 dư vào A thu 39,4 gam kết tủa Tìm R khối lượng muối X Bài 6: Sục hết 1,568 lít khí CO2 (đktc) vào 500 ml dung dịch NaOH 0,16 M Sau thí nghiệm dung dịch A Rót 25 ml dung dịch B (gồm BaCl2 0,16 M + Ba(OH)2 x M) vào dung dịch A 3,94 gam kết tủa Tìm x skkn Bài 7: Hỗn hợp khí A (gồm CO2, SO2) có tỉ khối so với H2 27 Dẫn a mol hỗn hợp khí A từ từ qua bình đựng lít dd NaOH 1,5a M Sau phản ứng thu m (g) muối khan Tìm m theo a? (Trích ví dụ - Trang 118 - Tuyển tập phụ đạo – Bồi dưỡng mơn hóa học THCS – Tác giả Lê Ngọc Tú – Nhà xuất Thanh Hóa 2020) 2.3.2 CO2, SO2 tác dụng với dung dịch kiềm kim loại hóa trị II Ca(OH)2, Ba(OH)2 Khi cho khí XO2 (CO2 SO2) tác dụng với dung dịch kiềm M(OH) (Ca(OH)2 Ba(OH)2) xảy phản ứng viết dạng tổng quát sau: XO2 + M(OH)2 → MXO3 + H2O (1) 1 (mol) 2XO2 + M(OH)2 → M(HXO3)2 (2) 1 (mol) Tùy thuộc vào tỉ lệ số mol XO M(OH)2 mà sản phẩm tạo muối trung hịa (khơng tan nước), muối axit (tan nước), hỗn hợp hai muối - Nếu biết trước số mol chất tham gia, dựa vào tỉ lệ số mol kiềm oxit axit ( ) => ta xác định muối tạo thành muối => Viết PTHH tương ứng để giải - Có tốn khơng thể tính T Khi phải dựa vào kiện phụ để tìm khả tạo muối sau phản ứng + Trường hợp kiềm dư => tạo muối trung hòa CaCO3 (BaCO3) + Trường hợp oxit axit dư => tạo muối axit Ca(HCO 3)2 (Ba(HCO3)2) + Hấp thụ CO2 vào nước vôi thấy có kết tủa => chứng tỏ có tạo muối trung hịa. Nếu thêm kiềm vào thấy có tạo thêm kết tủa => chứng tỏ sản phẩm có tạo muối axit Ca(HCO3)2 + Hấp thụ CO2 vào nước vôi thấy có kết tủa, lọc bỏ kết tủa, đun nóng nước lọc lại thấy tạo thêm kết tủa => chứng tỏ sản phẩm tạo CaCO 3 và Ca(HCO3)2 - Sự tăng giảm khối lượng bình đựng dung dịch kiềm hấp thụ khí CO 2, SO2 (hoặc sản phẩm đốt cháy cháy có chứa oxit trên) vào bình Ca(OH) hay Ba(OH)2: => mbình tăng = mchất hấp thụ (CO2, SO2, sản phẩm đốt cháy có nước) mdd tăng = mchất hấp thụ - mkết tủa mdd giảm = mkết tủa – m chất hấp thụ - Nếu kiện chia trường hợp để giải Dạng Biết số mol chất tham gia phản ứng => Tính khối lượng muối tạo thành 10 skkn * Kinh nghiệm: Hướng dẫn học sinh giải theo bước sau: - Bước 1: Tìm số mol XO2 số mol kiềm (Nếu đề chưa cho sẵn số mol mà cho liệu để tính làm bước này) - Bước 2: Đặt - Bước 3: Từ giá trị T => Biện luận xác định muối tạo thành => Viết PTHH tương ứng tính theo PTHH + Nếu T ≤ 1: Chỉ xảy phản ứng (1), sản phẩm tạo thành có muối trung hịa CaCO3 (BaCO3) (T=1: phản ứng vừa đủ; T < 1: kiềm dư) + Nếu T ≥ 2: Chỉ xảy phản ứng (2), sản phẩm tạo thành có muối axit M(HXO3)2 (T=2: phản ứng vừa đủ; T > 2: oxit axit dư) + Nếu 1< T < 2: Xảy phản ứng (1) (2), sản phẩm tạo thành gồm muối M(HXO3)2 MXO3 Chú ý: - Phản ứng tạo muối trung hịa khơng dư oxit axit, chúng phản ứng với nhau: CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2 - Phản ứng tạo muối axit khơng dư kiềm, chúng phản ứng với nhau: Ca(HCO3)2 + (Ca(OH)2 CaCO3 + H2O - SO2 phản ứng tương tự CO2; Ba(OH)2 phản ứng tương tự Ca(OH)2 * Một số ví dụ minh họa cụ thể: Ví dụ 1: Dẫn V lít khí CO2 (đktc) vào 500 ml dung dịch Ca(OH)2 0,1 M Tính khối lượng muối thu sau phản ứng Biết: a V = 0,896 lít b V = 2,24 lít c V= 1,344 lít Hướng dẫn giải Ta có: ; Đặt a Với V = 0,896 lít => Vì cịn dư PTHH: => Sản phẩm tạo muối trung hòa CaCO3 Ca(OH)2 CO2 + Ca(OH)2 0,04 0,04 CaCO3 + 0,04 H2 O (1) (mol) Theo PTHH ta có: => b Với V = 2,24 lít => 11 skkn Vì PTHH: => Sản phẩm tạo muối axit Ca(HCO3)2 2CO2 + Ca(OH)2 0,1 0,05 Ca(HCO3)2 0,05 (1) (mol) => c Với V = 1,344 lít => Vì 10) Theo đề ta có: nhh = x + y = = 0,4 mol (1) Mặt khác, tỉ khối hỗn hợp X so với H2 12,5: = 12,5 hay 16x + 28y = 10 (2) Từ (1) (2) giải ta được: x =0,1 mol, y = 0,3 mol => %VCH4 = 100% = 25% ; %VC2H4 = 100%-25% = 75% b Ta có: nCO2 = nCH4 + 2nC2H4 = 0,1 + 2.0,3 = 0,7 (mol) 12 skkn nCa(OH) = 6.0,05 = 0,3 (mol) Đặt Vì T > => sản phẩm phản ứng tạo muối axit Ca(HCO3)2và CO2 dư PTHH: 2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 0,6 0,3 0,3 (mol) => Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: mdd sau pư = mddCa(OH)2 + mCO2(p/ư) = 6000.1,01 + 0,6.44 = 6086,4 (g) => Ví dụ 3: Sục 4,48 lít khí CO2 (đktc) vào 500 ml dd NaOH 0,1 M Ba(OH)2 0,2 M, thu m gam kết tủa Tính m - Lưu ý giải: Khi cho CO2, SO2 tác dụng với dung dịch chứa hỗn hợp kiềm kim loại hóa trị I kiềm kim loại hóa trị II vd 3, ta viết PTHH xảy theo thứ tự ưu tiên theo phương pháp nối tiếp để thu lượng kết tủa lớn Hướng dẫn giải Ta có: ; PTHH: CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O (1) 0,1 0,1 0,1 (mol) CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O (2) 0,025 0,05 0,025 (mol) CO2 + Na2CO3 + H2O 2NaHCO3 (3) 0,025 0,025 0,05 (mol) CO2 + BaCO3 + H2O Ba(HCO3)2 (4) 0,05 0,05 0,05 (mol) Theo PTHH (1), (2), (3), (4) ta có: mBaCO3(cịn lại) = 0,1- 0,05 = 0,05 (mol) => = mBaCO (còn lại) = 0,05 197 = 9,85 (g) * Bài tập tự luyện: (Bài tập tự ra) Bài 1: Sục 8,96 lít SO2 (đktc) vào 300ml dung dịch Ba(ỌH)2 1M Hỏi sau phản ứng muối tạo thành? Khối lượng bao nhiêu? Bài 2: Sục 1,12 lít CO2 (đkct) vào 200ml dd Ba(OH)2 0,2M Tính m kết tủa thu 13 skkn Bài 3: Hấp thụ hồn tồn 3,36 lít khí CO2 (đktc) vào 125 ml dung dịch Ba(OH)2 1M, thu dung dịch X Coi thể tích dung dịch khơng thay đổi, tính nồng độ mol chất tan dung dịch X Bài 4: Trong bình kín chứa 15 lít mol Ca(OH) 0,01M Sục vào bình lượng CO2 có giá trị biến thiên khoảng từ 0,1 ≤ n CO2 ≤ 0,18 mol Khối lượng kết tủa (gam) thu biến thiên khoảng nào? Biết số mol Ca(OH)2 (hoặc Ba(OH)2) số mol kết tủa => Tính số mol CO2 (SO2) + Xét toán tổng quát: Cho a mol CO với dd chứa b mol Ca(OH)2, tạo c mol kết tủa Biện luận xác định a theo b, c Các PTHH xảy ra: CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (1) 2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 (2) * Kinh nghiệm: - Bước 1: Tính số mol kết tủa CaCO số mol Ca(OH)2 (nếu đề cho kiện để tính mà chưa cho số mol) - Bước 2: So sánh số mol kết tủa CaCO với số mol kiềm Ca(OH)2 để biện luận xét trường hợp xảy ra, viết PTHH tương ứng tính theo PTHH + Nếu => Chỉ xảy phản ứng (1) (vừa đủ) Dạng CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (1) c c c (mol) Khi đó: => + Nếu => Theo định luật bảo tồn ngun tố Ca, ta thấy ngồi có kết tủa sau phản ứng cịn chất khác chứa Ca => có trường hợp xảy ra: Trường hợp 1: Ca(OH)2 dư, xảy p/ư (1) tạo muối CaCO3 Khi đó: Trường hợp 2: Xảy p/ư (1) (2), tạo muối (hai chất tham gia hết) CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (1) c c c (mol) 2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 (2) 2(b-c) b-c b-c (mol) Khi đó: * Một số ví dụ minh họa cụ thể: Ví dụ 1: Dẫn V lít CO2 (đktc) vào 500 ml dd Ca(OH)2 1M, thu 25 gam kết tủa Tính V Hướng dẫn giải 14 skkn Ta có: ; Ta thấy: => Có trường hợp xảy ra: Trường hợp 1: Ca(OH)2 dư, xảy phản ứng tạo muối CaCO3 CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (1) 0,25 0,25 0,25 (mol) Theo PTHH ta có: => V = 0,25 22,4 = 5,6 (l) Trường hợp 2: Xảy phản ứng tạo muối: CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (1) 0,25 0,25 0,25 (mol) 2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 (2) 0,5 0,25 0,25 (mol) Theo PTHH (1) (2) ta có: (Hoặc: ) => V = 0,75 22,4 =16,8 (l) Ví dụ 2: Sục từ từ V lít khí SO2 (đktc) vào100ml dung dịch Ba(OH)2 1,5M, 21,7 gam kết tủa Tính giá trị củaV (Trích ví dụ - Trang 106 - Tuyển tập phụ đạo – Bồi dưỡng mơn hóa học THCS – Tác giả Lê Ngọc Tú – Nhà xuất Thanh Hóa 2020) * Lưu ý phân tích đề: Ở ví dụ ta viết phương trình hóa học kiểu song song Khác với ví dụ 1, ví dụ đề cho dẫn từ từ SO2 vào dung dịch kiềm Ba(OH)2, nên PTHH theo kiểu nối tiếp cho chất hóa học, kết tính tốn giải theo hai phương pháp Đầu tiên viết PTHH tạo muối trung hòa: SO2 + Ba(OH)2 BaSO3 + H2O (1) Khi Ba(OH)2 vừa hết lượng kết tủa đạt giá trị cực đại, tiếp tục sục SO vào kết tủa bị hịa tan dần trở lại theo phản ứng: SO2 + BaSO3 + H2O Ba(HSO3)2 (2) Hướng dẫn giải Ta có: ; Ta thấy: => Có trường hợp xảy ra: Trường hợp 1: Ba(OH)2 dư, xảy phản ứng tạo muối BaSO3 SO2 + Ba(OH)2 BaSO3 + H2O (1) 0,1 0,1 0,1 (mol) Theo PTHH ta có: => V = 0,1 22,4 = 2,24 (lít) Trường hợp 2: Xảy phản ứng tạo muối: 15 skkn SO2 + Ba(OH)2 BaSO3 + H2O 0,15 0,15 0,15 SO2 + BaSO3 + H2O Ba(HSO3)2 0,05 0,05 0,05 (1) (mol) (2) (mol) Theo PTHH (1) (2) ta có: => V = 0,2 22,4 =4,48 (lít) Ví dụ 3: Đốt cháy V lít khí thiên nhiên chứa 96% CH4, 2% N2, 2% CO2 thể tích Tồn sản phẩm cháy dẫn qua dung dịch Ca(OH)2 dư, tạo 4,9 gam kết tủa a Viết phương trình hóa học (biết N2, CO2 khơng cháy) b Tính V (đktc) (Trích đề KS chọn đội tuyển HSG Hóa Triệu Sơn ngày 13/1/2015) Hướng dẫn giải a Chỉ có CH4 cháy, N2, CO2 khơng cháy PTHH: CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O 0,96V (1) 0,96V (lít) Dẫn sản phẩm cháy vào dung dịch Ca(OH)2 dư có phản ứng: Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O (2) b Ban đầu: Sau phản ứng (1) thể tích khí CO2 là: 0,09V+0,02V = 0,98V (lít) (*) Theo phương trình (2), ta có: (**) Từ (*) (**) ta có: (lít) Ví dụ 4: Đốt cháy hoàn toàn m gam mẫu cacbon chứa 4% tạp chất trơ oxi thu 11,2 lít hỗn hợp A gồm khí (ở đktc) Sục từ từ A vào 200ml dung dịch hỗn hợp Ba(OH)2 1M NaOH 0,5M, sau phản ứng thu 29,55 gam kết tủa Viết phương trình phản ứng xảy Tính m thể tích khí oxi (ở đktc) dùng (Trích đề KS chọn đội tuyển HSG Hóa Triệu Sơn ngày 02/02/2013) Hướng dẫn giải 16 skkn Các phương trình hóa học xảy ra: C + O2 CO2 2C + O2 2CO CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O Có thể có: CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O CO2 + Na2CO3 + H2O 2NaHCO3 CO2 + BaCO3 + H2O Ba(HCO3)2 Tính m (1) (2) (3) (4) (5) (6) : Ta có: A gồm khí Xảy trường hợp: * Trường hợp 1: A chứa CO, CO2 (theo phản ứng (1) (2)) Ta có: Ta thấy: => Khi sục A vào dd (Ba(OH)2 + NaOH) có hai khả năng: - Khả 1: Có phản ứng (3), khơng có phản ứng (4), (5), (6) Theo PTHH (3): Theo PTHH (1), (2): Vậy thể tích khí O2 dùng đktc là: Khả 2: có (3), (4), (5), (6) CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O 0,2 0,2 0,2 CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O 0,05 0,1 0,05 CO2 + Na2CO3 + H2O NaHCO3 0,05 0,05 CO2 + BaCO3 + H2O Ba(HCO3)2 0,05 (0,2-0,15) (lít) (3) (mol) (4) (mol) (5) (mol) (6) (mol) * Trường hợp 2: A chứa CO2 O2 dư (có phản ứng (1), khơng có (2)) Ta có: 17 skkn tương tự với trường hợp 1, ta tính số mol CO2 tương ứng với hai khả năng: - Khả 1: - Khả 2: *Bài tập tự luyện: (Nguồn: Internet) Bài Sục từ từ V lít khí CO vào 450 ml dung dịch Ba(OH) 0,2M thu 15,76 gam kết tủa Tìm V Bài Cho 10 lit (đktc) hỗn hợp X gồm N CO2 đktc vào 2lít dung dịch Ca(OH)2 0,02M thu gam kết tủa Tính thành % thể tích CO2 X Bài Sục V lít CO2(đkc) vào dd Ba(OH)2 thu 9,85g kết tủa Lọc bỏ kết tủa cho dd H2SO4 dư vào nước lọc thu thêm 2,33g kết tủa nữa.Tìm V Bài Cho 7,2 gam A gồm muối cacbonat kim loại nhóm IIA tác dụng với dung dịch HCl dư cho tồn lượng khí thu vào 450 ml dung dịch Ba(OH) 0,2M thu 15,76 gam kết tủa Tìm muối khối lượng chúng A Bài Dẫn V lít khí CO2 (ở đktc) qua 500 ml dung dịch Ca(OH)2 nồng x M, sau phản ứng thu gam kết tủa dung dịch A Đun nóng dung dịch A thu thêm gam kết tủa Tính giá trị V x Dạng Biết số mol CO2 (SO2) số mol kết tủa => Tính số Ca(OH)2, Ba(OH)2 * Kinh nghiệm: - Đối với dạng này, thường đề trường hợp , theo định luật bảo toàn nguyên tố C (hoặc S) => phản ứng tạo muối: muối trung hòa muối axit Ta viết PTHH giải theo PTHH tương tự dạng - Nếu kết luận tồn C CO chuyển hết C CaCO3, kiềm vừa đủ cho phản ứng (1) tạo muối trung hòa kiềm dư Đề phải cho thêm kiện xác định số mol kiềm * Một số ví dụ minh họa cụ thể: Ví dụ 1: Cho 4,48 lít khí CO2 (ở đktc) vào 40 lít dung dịch Ca(OH)2 thu 12 gam kết tủa Tính nồng độ molcủa dung dịch Ca(OH)2 Hướng dẫn giải dùng Ta có: Ta thấy: PTHH: ; => Xảy phản ứng tạo muối: CO2 + Ca(OH)2 0,12 0,12 2CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O 0,12 Ca(HCO3)2 (1) (mol) (1) 18 skkn (0,2-0,12) 0,04 - Theo PTHH (1) (2) ta có: 0,04 (mol) => Ví dụ 2: Bài toán cho dạng đồ thị: Sục CO2 vào 200 gam dung dịch Ca(OH)2 ta có kết theo đồ thị hình bên Tính nồng độ phần trăm chất tan dung dịch sau phản ứng * Kinh nghiệm: Ở lớp học sinh tiếp xúc với tập hóa học dạng đồ thị, nên em cịn gặp khó khăn giải Giáo viên phải hướng dẫn cho em cách đọc số liệu đồ thị - Ở điểm thuộc nhánh bên trái: xảy PTHH tạo muối trung hòa - Tại đỉnh cao đồ thị: ứng với số mol CO2 tạo lượng kết tủa cực đại - Ở điểm thuộc nhánh bên phải đồ thị: xảy PTHH, có phản ứng hịa tan kết tủa trở lại Hướng dẫn giải Sục CO2 vào dung dịch Ca(OH)2 xảy phản ứng: CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O (1) 0,8 0,8 0,8 (mol) CO2 + CaCO3 + H2O → Ca(HCO3)2 (2) 0,4 0,4 0,4 (mol) Quan sát đồ thị ta thấy: - Khi số mol CO2 0,8 mol lượng kết tủa đạt giá trị cực đại, p/ư (1) xảy vừa đủ Theo PTHH (1) ta có: - Khi số mol CO2 1,2 mol lượng kết tủa bị hòa tan phần, xảy phản ứng (1) (2) Ta có: Theo PTHH (2) ta có: => Áp dụng định luật bảo tồn khối lượng ta có: Nồng độ phần trăm dung dịch sau phản ứng là: C%(Ca(HCO3)2)= *Bài tập tự luyện: (Nguồn: Internet) 19 skkn Bài Cho 112 ml khí SO2 (đktc) bị hấp thụ hoàn toàn 200 ml dd Ba(OH) ta thu 0,217g kết tủa Tính nồng độ mol/lít dung dịch Ba(OH)2 Bài Cho V lit CO2 hấp thụ hết vào cốc đựng 200 gam dd Ca(OH)2 a% thu 10 gam kết tủa thấy khối lượng dung dịch giảm 3,4 gam Tìm V a Bài Cho V lit SO2 hấp thụ hết vào cốc đựng 500 ml dung dịch Ba(OH) amol/lít đến phản ứng hồn tồn thu 10,85 gam kết tủa dung dịch A Lọc kết tủa, đun nóng dung dịch A lại thu thêm 10,85 gam kết tủa Tìm V a Bài Sục từ từ đến dư CO2 vào dung dịch chứa a mol Ca(OH)2 Kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị hình bên Tính giá trị a x 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường a Với hoạt động giáo dục - Sau áp dụng đề tài vào giảng dạy bồi dưỡng đội tuyển trường THCS Thọ Vực mang lại lại kết khả quan Giúp học sinh hiểu sâu hơn, biết giải dạng tập oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm Qua hệ thống tập phân dạng chi tiết, giúp học sinh nắm phương pháp giải thích hợp với dạng, làm sở cho việc nghiên cứu đơn vị kiến thức khác Giúp luyện kỹ nâng cao lực giải tập, phát triển tư cho học sinh Khảo sát 26 học sinh lớp 9A trường THCS Thọ Vực năm học 20212022 sau tiếp thu đề tài, kết đạt sau: Giỏi Khá T.Bình Yếu Kém (9,0-10) (7,0-8,9) 5,0-6,9 (2,6-4,9) (0-2,5) Lớp SL % SL % SL % SL % SL % 9A 26 19,2 10 38,5 11 42,3 0,0 0,0 Áp dụng phương pháp nghiên cứu đề tài vào chương trình bồi dưỡng HS giỏi trường năm học gần đem lại kết tốt, đội tuyển học sinh giỏi hố trường ln đạt giải cao cấp huyện ln có học sinh tham dự đội dự tuyển HSG tỉnh huyện Năm học 2021-2022 đội tuyển Hóa trường THCS Thọ Vực đạt giải nhì, giải khuyến khích cấp huyện, giải khuyến khích cấp tỉnh Đội tuyển Hóa đạt giải nhất, giải nhì cấp huyện - Bản thân tơi đồng nghiệp tham gia dạy bồi dưỡng lớp đội tuyển Hóa huyện Triệu Sơn đạt giải cấp tỉnh b Với thân, đồng nghiệp nhà trường - Thông qua việc nghiên sáng kiến kinh nghiệm này, thân tìm hiểu, hiểu rõ chất dạng toán oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm - Qua trình nghiên cứu thực đề tài giúp thân trưởng thành phương pháp, linh hoạt việc phân dạng tìm phương pháp giải phù hợp dạng toán hố học Góp phần nâng cao trình độ chun mơn, nghiệp vụ KQ KS TS HS 20 skkn - SKKN góp thêm phần tư liệu nhỏ bé để bạn đồng nghiệp em học sinh tham khảo KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận Từ kết kinh nghiệm phân dạng tập oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm giúp ta rút nhận xét: Làm tốt việc phân dạng định hướng phương pháp giải toán cho học sinh sở vững để nâng cao chất lượng dạy học mơn hóa nói chung kỹ giải tập hóa học nói riêng Từ sáng kiến kinh nghiệm oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm tảng sở để em nghiên cứu dạng tập Bazơ (NaOH, KOH ) với đa axit (H3PO4, H2SO4, ), dạng tập oxit axit tác dụng với dung dịch chứa hay nhiều bazơ rút kinh nghiệm cho cá nhân việc phân dạng định hướng phương pháp giải toán cho dạng tập hóa học khác 3.2 Kiến nghị Vì thời gian nghiên cứu có hạn, lực thân nhiều hạn chế, song triển khai ứng dụng sáng kiến kinh nghiệm em đón nhận tiếp thu tốt Vì tơi mong q thầy em học sinh đón nhận tiếp tục nghiên cứu để nội dung đề tài ngày hoàn thiện hơn, ứng dụng rộng rãi Vì thời gian có hạn, nên chắn sáng kiến kính nghiệm khơng tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận đóng góp từ quý thầy cô, độc giả em học sinh để ngày hồn thiện sáng kiến Xin chân thành cảm ơn! XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh Hóa, ngày 15 tháng năm 2022 Tơi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác Người viết Nguyễn Thị Bình 21 skkn